اخبار مرکزداده مطالب ویژه مقالات نقد و بررسی

مقایسه عملکردی کف کاذب با کف سازه ای در مراکزداده نوین

در دهه‌ی 1960 میلادی، دانش و فن مهندسی مرتبط با کف کاذب، کاملا رشد و تکامل یافته و در سال 1983، در استاندارد پردازش اطلاعات دولتی 94 آمریکا با جزییات توضیح داده شده است. طراحی اصلی کف‌های کاذب مراکز داده تقریبا در طول 40 سال گذشته، ثابت و بدون تغییر باقی مانده است.

در صنعت مخابرات، استفاده از کف کاذب هرگز متداول نبوده است. با ایجاد پیوستگی در کسب و کار مخابرات و سیستم‌های فاوا، چالشی در انتخاب یکی از دو سبک متداول مطرح شده در اجرای کف مرکز داده، پیش آمده است. در سال‌های اخیر بیش از پیش مراکز داده‌ را بدون کف کاذب می‌سازند. با نگاهی بر پیشینه، توانایی‌ها و محدودیت‌های کف کاذب، می‌توان به بینشی در زمینه‌ی روند پیشرفت آن و همچنین راهنمایی در انتخاب راه‌کار مطلوب در مراکز داده‌ی مشخص، دست یافت.

عناصر و اجزای کف کاذب

در اصل کف کاذب، به عنوان سیستمی با هدف دستیابی به کارکردهای زیر، اجرا می‌شد:

  • سیستم توزیع هوای خنک برای تجهیزات فاوا؛
  • مسیرها، مجراها یا پایه‌هایی برای کابل‌های شبکه؛
  • مکانی برای کابل‌های برق؛
  • شبکه‌ای از تسمه های مسی در کف، جهت اتصال و هم پتانسیل سازی تجهیزات با زمین ؛
  • مکانی برای اجرای لوله‌کشی سیستم چیلر یا دیگر سیستم‌ها.

برای درک بهتر و ارزیابی کف کاذب، باید هر یک از این کارکردها را مورد بررسی قرار داده و به الزامات اصلی که کف کاذب را به راه‌کاری مطلوب تبدیل ساخته، توجه کرد. علاوه بر آن، تغییرات این الزامات در طول زمان نیز می‌تواند آموزنده و مفید باشد. در قسمت بعدی، الزامات اولیه‌ و فعلی مرتبط با این کارکردها، مطرح خواهد شد.

کف کاذب در نقش سیستم توزیع هوای خنک برای سرمایش تجهیزات فاوا

مراکز داده‌ی اولیه دارای تجهیزاتی با ابعاد و اشکال مختلفی بودند که جانمایی ساختار نیافته‌ی آن، پیش‌بینی مکان‌های نیازمند سرمایش را غیرممکن می‌ساخت. در نتیجه، برای تامین سرمایش در محل مورد نیاز، تعبیه‌ی تایل‌های تهویه ضروری بود. اما امروزه، با استانداردسازی شکل و ابعاد و مسیرهای جریان‌ هوا در تجهیزات فاوا، کاربران قادرند تا پیشاپیش در مورد مکان ردیف‌های تجهیزات برنامه‌ریزی کرده و محلی از پیش تعیین شده برای قرارگیری سینی‌های کابل، سیستم توزیع برق و سرمایش فراهم کنند. در نتیجه از فضا بهتر استفاده شده و مسیرهای جریان هوا نیز به درستی تعیین شده، در نهایت به ظرفیت بسیار بالاتری در تجهیزات و بهره‌وری در انرژی می‌انجامد. بنابراین، ضرورت تغییر مسیرهای سرمایش به طور محسوسی کاهش یافته یا حتی در مراکز داده‌ی مدرن، حذف خواهد شد.

برای بعضی از تجهیزات قدیمی فاوا لازم است که هوا از طرف پایین رک تامین شود. اما اکنون اوضاع تغییر کرده و تقریبا تمامی تجهیزات، هوای مورد نیاز خود را از جلو دریافت کرده و به سمت عقب هدایت می‌کنند، تا در فضاهای دارای کف کاذب یا کف سازه، قابل استفاده باشند.

مراکز داده‌ی اولیه با توانی کمتر از 2kW در رک کار می‌کردند. در چنین توان مصرفی، مرکز داده می‌تواند به طور مطمئنی و بدون بروز نقاط پرحرارت، با کف کاذبی به ارتفاع 0.5m به عملکرد خود ادامه دهد. اما متوسط توان مصرفی در مراکز داده‌ی امروزی 5-10kW در رک یا حتی بیشتر است. در فضای دارای کف کاذب، برای تامین موثر هوایی همگن در چنین توان مصرفی باید ارتفاع کف را در حدود 1m یا حتی بیشتر و البته بدون موانع مسدود کننده در زیر کف، در نظر گرفت. حتی با سقف کاذبی با ارتفاع 1m، تعدیل و همگونی جریان هوا دشوار بوده و اغلب به دلیل اثر ونتوری[1]، بعضی از تایل‌های تهویه، هوا را به داخل می‌کشند. برای دریافت اطلاعات بیشتر در این زمینه، به گزارش “همگون سازی جریان هوا از طریق تایل‌ها در کف کاذب مرکز داده”[2] مراجعه شود.

دستگاه‌های تهویه مطبوع در مراکز داده‌ی اولیه مشخصا با این هدف طراحی شده بودند که هوا را به داخل کف کاذب بفرستند. واضح است که چنین طراحی‌هایی به کف کاذب وابسته هستند. اما دستگاه‌های تهویه مطبوع امروزی در پیکربندی های مختلفی در دسترس بوده که شامل سیستم ردیفی، دارای بهینه‌ساز هوای تازه مستقیم و غیرمستقیم، مبدل‌های حرارتی که بر درب پشتی رک نصب شده و اصطلاحا RDHx نامیده می شوند، می‌باشند. هیچ یک از این راه‌کارها به کف کاذب نیاز نداشته و حتی بعضی از آن‌ها، با کف سازه بهتر عمل می‌کنند. حتی نوع سنتی دستگاه‌های CRAC و CRAH نیز قابلیت قرارگیری بر زمین را داشته که در نتیجه در فضای کف سازه نیز قابل استفاده است.

کف کاذب در نقش مسیر کابل شبکه

در مراکز داده‌ی اولیه، گستره‌ی متنوعی از کابل‌های حجیم مسی چند رسانایی وجود داشته که رک‌های فاوا را به هم متصل می‌کند. این کابل‌ها باید کوتاه‌ترین طول ممکن را داشته تا از افت در سیگنال، جلوگیری شود. از این جهت، کف کاذب مناسب‌ترین مکان برای قرارگیری این کابل‌ها بوده، و از طرفی از آن جا که جریان هوای زیر کف به قدر کافی کم است، تعبیه‌ی این کابل‌ها تاثیر محسوسی نیز بر سرمایش نخواهد داشت. امروزه کابل‌های ارتباطات داخلی مراکز داده، عموما فیبرنوری یا کابل های مسی با استاندارد Ethernet پرسرعت بوده که می‌توانند در فواصل طولانی‌تری عمل کنند. دسترسی آسان برای تعویض کابل‌ها، یکی از الزامات متداول بوده و کابل‌ها نباید مانع رسیدن جریان هوا به سمت تجهیزات پرظرفیت فاوا گردند.

راه‌کار کف کاذب تنها روش اجرایی در برآورده ساختن الزامات اولیه‌ی قبلی بود اما، امروزه دیگر ضرورت نداشته و حتی به دلیل دشواری دسترسی به کابل‌ها و همچنین پیدایش گزینه‌ی مطلوب‌تری چون سینی‌های کابل سقفی، به سختی با الزامات فعلی مطابقت می‌یابد. بنابراین، در بیشتر مراکز داده‌ی جدید امروزی دارای کف کاذب، بخشی یا تمام کابل‌های شبکه زیر سقف اجرا شده تا جریان هوای زیر کف را به حداکثر برساند.

کف کاذب در نقش مسیر کابل‌های برق

در مراکز داده‌ی اولیه، تجهیزات فاوا معمولا توسط کارشناسان برق و با استفاده از کابل و مدارهای اختصاصی به منبع برق متصل می‌شوند. در این تجهیزات معمولا باید اتصالات برق از زیر دستگاه‌ها، برقرار شود. کف کاذب بهترین روش در اجرای مدارهای مورد نیاز تجهیزات اولیه به شمار می‌رفت و اپراتورها را قادر می‌ساخت تا با برداشتن تایل‌های کف، به مدارها دسترسی داشته باشند.

امروزه، تجهیزات و رک‌های فاوا به گونه‌ای طراحی شده‌اند تا اتصالات برق را از بالا و پایین تامین کنند. در استفاده از PDUهای ماژولار یا باسبارهای سقفی، تغییرات در مدارها بسیار آسان‌تر از حالت بکارگیری “انشعاب‌های برق” و مجراهای زیر کف، می‌باشد. برای تجهیزات پرظرفیت، الزامات مربوط به جریان هوا ممکن است به طور قابل ملاحظه‌ای تحت تاثیر کابل‌های برق قرار گیرد. مشکل اصلی در کف‌های کاذب، نشت هوا در اطراف روزنه‌های عبور کابل‌های برق PDU و رک‌هاست که می‌تواند شدیدا از بهره‌وری انرژی مرکز داده بکاهد. به گزارش ” اثر مثبت “کابل‌کشی زیر سقف” بر صرفه‌جویی در انرژی مراکز داده”[3] مراجعه شود.

راه‌کار کف کاذب برای الزامات اولیه‌ی توزیع برق بسیار مناسب می‌نمود، اما امروزه با معایب بسیاری ناشی از مسدود کردن جریان هوا، نشت هوا و دسترسی مورد نیاز برای تعویض و تغییر کابل‌ها، روبروست. با افزایش استفاده از باسبارهای سقفی و تمایل به اطمینان از عدم مسدود شدن مسیر هوا توسط کابل‌ها، در هر دو طراحی کف کاذب و کف سازه، اجرای راه‌کارهای توزیع برق سقفی رواج بیشتری یافته است. در نتیجه، کف کاذب دیگر نقش مهمی در سیستم توزیع برق، ایفا نمی‌کند.

کف کاذب در نقش شبکه‌ای در کف، جهت اتصال زمین تجهیزات

مراکزداده‌ی اولیه بر روش اتصال مستقیم تجهیزات داخلی فاوا به زمین متکی بوده تا از سلامت سیگنال‌ های ارتباطی مانند RS-232 و پردازشی موازی اطمینان حاصل کنند. معمولا مراکز داده مجهز به “شبکه‌ی مسی یکپارچه برای تعیین نقطه پتانسیل صفر” می باشند که تمامی تجهیزات را توسط رسانای مخصوص اتصال به زمین (معمولا به صورت شبکه مسطح تورمانند) متصل می‌کرد. این شبکه نقطه مرجع ارت باید نزدیک دستگاه‌های فاوا قرار گرفته و معمولا زیر کف کاذب یا حتی به عنوان جزیی از چهارچوب کف نصب می‌شد.

امروزه تمام تکنولوژی‌های ارتباطاتی مبتنی بر سیم های مسی همچون اترنت، RS-485، یا حتی فیبرهای نوری، در طول کابل با پوشش فلزی محافظت و هم پتانسیل می شودند و دیگر به اتصال دستگاه‌های فاوا به زمین، وابسته نیست. البته اتصال به زمین، از نظر ایمنی همچنان ضروری است اما، امروزه از طریق نقطه اتصال هر یک از پریزها به زمین انجام می‌شود. در نتیجه ، دیگر به نقطه مرجع ارت جامع که معمولا به عنوان یکی از دلایل استفاده از سیستم کف کاذب ذکر می‌شد، نیاز نیست. در واقع، در مراکز داده ی سنتی هم که چنین شبکه‌ای هنوز وجود دارد، به هیچ یک از تجهیزات متصل نیستند.

کف کاذب در نقش فضایی برای لوله‌کشی سیستم چیلر یا دیگر سیستم‌های تاسیسات

در مراکز داده‌ی اولیه، کف کاذب تنها روش عملی در اجرای لوله‌کشی سیستم‌های آب خنک به تجهیزات فاوا همچون کامپیوترهای mainframe اولیه، به شمار می‌رفت. اما امروزه، تعداد بسیار کمی تجهیزات فاوا با قابلیت خنک سازی آبی (به جای استفاده از فن و جریان هوای خنک) که اصطلاحا WC-ITE نام دارند، در مراکز داده به کار رفته، البته بعضی از طراحی‌های جدید سیستم‌های سرمایش همچنان نیازمند توزیع آب در فضای IT می‌باشند. این طراحی‌ها عبارتند از:

  • کولرهای آب خنک ردیفی
  • سیستم RDHx
  • دستگاه‌های پراکنده‌ی CRAH در فضای IT جهت پاسخگویی به الزامات تجهیزات پرظرفیت
  • دستگاه‌های فاوا با سیستم سرمایش مستقیم آب خنک

در شرایطی که در فضای IT به توزیع و جریان آب نیاز باشد، به طور منطقی کف کاذب همچنان راه‌کاری مناسب برای اجرای سیستم تامین آب خواهد بود. باید توجه داشت که در سیستم‌های سنتی CRAH که دستگاه‌های تهویه مطبوع در داخل فضای IT قرار دارند، بهتر است لوله‌های آب روی دیوارها یا داخل آن، نصب شده و از کف کاذب صرف نظر شود.

در سیستم‌های سرمایش ردیفی آب خنک، استفاده از سیستم‌های سقفی توزیع آب متداول است (به شکل 4 مراجعه شود). اگرچه، در عین حال که سیستم‌های سقفی در سرمایش ردیفی و معدود WC-ITe، امکان‌پذیر بوده، اما اجرای آن در RDHx (به دلیل تعداد لوله‌ها) و دستگاه‌های CARH قرار گرفته در فضای IT(به دلیل ابعاد لوله‌ها) امکان‌پذیر نیست. اگر بنا باشد لوله‌کشی زیر کف اجرا شود، در آن صورت به کف کاذب نیاز بوده اما ارتفاع 0.4m یا کمتر نیز برای آن کافی است. تصمیم‌گیری در مورد آن که در سرمایش دستگاه‌های فاوا، PODها یا کولرهای ردیفی، از آب استفاده شود، یکی از اصلی‌ترین دلایل در استفاده از کف کاذب است اما، در این حالت، کف کاذب دیگر تامین هوا را بر عهده نداشته و در نتیجه، ارتفاع و هزینه‌ی کمتری داشته و از بسیاری از دیگر چالش‌هایی که در ادامه‌ی مقاله مطرح خواهد شد، اجتناب می‌شود.

ملاحظات در استفاده از کف کاذب

بررسی‌های فوق نشان از آن دارد که کف کاذب، راه‌کاری بسیار موثر و اجرایی برای برآورده ساختن الزامات اولیه در مراکز داده‌ی پیشین محسوب می‌شده است. همچنین مشخص است که بسیاری از این الزامات نیازمند به کف کاذب، دیگر وجود ندارند. در واقع، الزامات مرکز داده به طور محسوسی تغییر کرده و تکامل یافته است. در انتخاب میان کف کاذب و کف سازه، مشکلات احتمالی و منحصر به فرد کف کاذب باید مورد توجه قرار گیرد.

زلزله

کف کاذب به طور قابل توجهی حصول اطمینان یا تعیین مقاومت لرزه‌ای را در مرکز داده دشوارتر می‌سازد. قرار گرفتن تجهیزات پایه قرار گرفته بر شبکه‌ی کف کاذب، شدیدا بر قابلیت ثابت و پایدار نگه داشتن تجهیزات تاثیر می‌گذارد. از آن جا که هر نصبی با دیگری متفاوت است، نمی‌توان مقاومت لرزه‌ای را برای هر یک تست یا اعتبار آن را تایید کرد. در شرایطی که محدوده‌ی مجاز مشخصی از لحاظ زلزله تعیین شده باشد، چنین مشکلی بسیار خطرناک خواهد بود.

در داخل و اطراف شهر کوبه در ژاپن، در حین زلزله‌ی بزرگ سال 1995، مراکز داده شاهد خرابی‌ها و آسیب قابل ملاحظه‌ای بودند. بسیاری از مراکز داده‌ای که باید در طول چند روز یا چند ساعت، به عملکرد خود باز می‌گشتند، برای بیش از یک ماه تعطیل شده بودند چرا که بسیاری از سیستم‌های کف کاذب به ظاهر مقاوم در برابر زلزله، تخریب شده تجهیزات فاوا به داخل کف سقوط کردند. در نتیجه طی عملیاتی زمان‌بر و پیچیده، تجهیزات آسیب دیده را باید خارج کرده و تعمیر یا تعویض کرد.

در زمان تخریب برج‌های تجارت جهانی در سال 2001، مراکز داده‌ی اطراف که می‌بایست سالم و بدون آسیب باقی می‌ماندند، با لرزش‌های شدید ساختمان و تخریب و سقوط کف‌های کاذب، به طور جدی تخریب شده و عملکرد آن به مدت طولانی متوقف شد.

این از کار افتادگی 5 هفته‌ای که در شهر کوبه رخ داد، معادل 50,000 دقیقه توقف عملیات بوده که در قیاس با زمان توقف 5 دقیقه‌ای برنامه ریزی در طول سال، نیازمند قابلیت اطمینان پنج 9[4] می‌باشد. این شرایط 10,000 برابر بدتر از مقدار طراحی پنج 9 می‌باشد. اگر قطع سرویس ناشی از زلزله 10% از آستانه مجاز سطح دسترسی در نظر گرفته شود، در آن صورت مراکز داده‌ی اطراف کوبه نمی‌توانستند قابلیت اطمینان پنج 9 (99.999%) دست یابند مگر آن که زلزله‌ای با چنین شدتی تنها یک بار در هر 100,000 سال اتفاق بیفتد که البته این فرضیه، درست و واقع‌بینانه نیست.

در زمان استفاده از کف کاذب، چند عامل بر مقاومت سیستم در برابر زلزله تاثیر می‌گذارد. اولین عامل، استحکام کافی در طراحی پایه‌ها و قاب‌ها جهت مقاوت در برابر بار وارده است. دومین عامل آنست که سیستم باید مهاربندی مناسبی داشته که با افزایش ارتفاع کف برای پاسخگویی به الزامات تجهیزات مدرن فاوا، چنین مهاربندی نیز پیچیده‌تر و گران‌تر خواهد بود. طبق سومین عامل، در زمان تحمل فشار، سیستم می‌تواند نیروهای طولی قابل توجهی بر دیوارهای محیطی اعمال کرده که این دیوارها باید برای تحمل چنین نیرویی طراحی شده باشند در غیر این صورت، فرو خواهند ریخت.

چهارمین عامل آنست که همه تایل‌ها باید به هم متصل و دقیقا در محل نصب خود قرار داشته باشند چرا که نقشی حیاتی در تحمل بار سیستم ایفا می‌کنند. در بسیاری از مراکز داده‌ با طراحی مناسب، از آن جا که برای دسترسی به فضای زیر کف، این تایل‌ها دائما از جای خود برداشته می‌شوند، اغلب این مورد چهارم نادیده گرفته شده و نقض می شود.

برای اعتبارسنجی تمام الزامات و شرایط مقاومت در برابر زلزله، مهندسان می‌توانند از مدل های ریاضی بهره برده که مقاومت سازه و همچنین ابعاد و فشار واقعه‌ی مورد بررسی، را شبیه‌سازی می‌کند و همچون شکل 1، تحلیلی از تنش وارده ارائه می‌دهد. سپس، مهندسان باید امکان تحمل نیروهای احتمالی را توسط سیستم کف و دیوارها، سنجیده و تایید کنند. تمامی این فرایند مهندسی، ممکن است استفاده از سیستم کف کاذب در نواحی زلزله‌خیز را مناسب ندانسته و رد کند.

شکل 1: مثالی از تحلیل مهندسی نیروها در یک کف کاذب
شکل 1: مثالی از تحلیل مهندسی نیروها در یک کف کاذب

یکی از دلایلی که مراکز تلفن از کف کاذب استفاده نکرده، مشکلات مربوط به مقاومت در برابر زلزله بوده و به همین دلیل نیز بیشتر مراکز داده با دسترسی بالا، از طراحی‌های کف سازه استفاده می‌کنند.

دسترسی

از آنجا که عمر مفید کارکرد تجهیزات در مرکز داده‌ای مدرن، به دوسال رسیده، کابل‌های برق و شبکه تحت تاثیر تغییرات گسترده‌ای قرار می‌گیرند. با برداشتن تایل‌ها، کابل‌های زیر کف قابل دسترسی بوده ولی، قاب‌های ماتریسی نگهدارنده‌ی تایل‌ها می توانند تغییر مسیر کابل‌ها را ناممکن سازند. اکثر اوقات در مرحله‌ی طراحی کف، تاثیر کابل‌ها بر مسیر جریان هوا در شبیه‌سازی‌ها اعمال نشده و مشکلی متداول ناشی از آن، مسدود شدن این مسیر توسط کابل‌ها بوده که در نهایت به تولید گرمای بیش از حد توسط تجهیزات فاوا منجر می‌شود. بکارگیری سینی‌های کابلی زیر کف برای هدایت و تعیین مسیر کابل‌ها‌، نیز اغلب شرایط را بدتر می‌کند.

برداشتن تایل‌ها در مرکز داده‌ای پرظرفیت (با متوسط توان هر رک بیش از 6kW) که به منظور دسترسی به کابل‌ها صورت گرفته، به خصوص در شرایط جابجایی چند تایل به طور همزمان، می‌تواند جریان هوا به سمت رک‌های فاوا را مختل کند.

به همین دلایل، اگر در فضایی پرظرفیت برای تامین جریان هوا از کف کاذب استفاده شده، بهتر است کابل‌های برق و شبکه زیر کف قرار داده نشوند. از آن جا که مراکز داده با کف سازه به خودی خود، به کابل‌کشی زیر سقف نیاز دارند، در نتیجه تمام مراکز داده‌ی جدید پرظرفیت (با کف کاذب یا کف سازه)، نیز باید از کابل‌کشی زیر سقف استفاده کنند. باید توجه داشت که بکارگیری سینی‌های کابل سقفی نیز خطراتی به دنبال دارد زیرا کارکنان برای تغییر کابل‌ها باید از نردبان استفاده کرده که دارای خطراتی از نظر ایمنی حین کار می‌باشد.

بارگذاری کف

ظرفیت وزنی رک‌های معمول تجهیزات می‌تواند به 1000kg نیز برسد و ممکن است برای جابجایی آن، به غلطک نیاز باشد. علاوه بر آن، کف کاذب باید وزن ابزار و ماشین آلات مورد نیاز برای جابجایی تجهیزات (مانند لیفت تراک) را نیز تحمل کند. در فضایی با کف کاذب، ممکن است تقویت‌ بخصوصی برای سازه‌های نگهدارنده‌ی زیر کف ضروری بوده و در بعضی موارد نیز، توان تحمل بار می‌تواند به محدوده‌ی خاصی از راهروها محدود شود. اطمینان از باقی ماندن در حیطه‌ی الزامات مربط با بارگذاری کف، به هزینه و برنامه ریزی گسترده‌ای نیاز دارد.

تنها وقتی تمام تایل‌ها در جای خود قرار گرفته باشند، می‌توان ظرفیت کلی کف در تحمل بار را تعیین کرد. با جایگیری این تایل‌ها، توان کف در برابر کمانش افزایش می‌یابد. اگرچه معمولا در زمان تغییر یا نگهداری کابل‌ها، یکی از تایل‌ها و گاهی حتی یک ردیف کامل آن، برداشته می‌شود. در حالت ایده‌آل، کف کاذب باید به نحوی طراحی شود که انسجام سازه‌ی آن بر نصب تایل‌ها وابسته نبوده هر چند که چنین طراحی ممکن است بر هزینه با پیچیدگی سیستم بیافزاید.

هدررفتن فضای مرکز داده برای سطوح شیبدار(رمپ‌ها)

در بیشتر مواقع، در صورت اجرای کف کاذب برای جابجایی تجهیزات و افراد از سطح کف ساختمان تا سطح کف کاذب، به سطوحی شیبدار نیاز خواهد بود[5]. در تمام خروجی‌ها اصلی، به این رمپ‌ها نیاز بوده که در نتیجه می‌توان گفت اکثر مراکز داده، دارای حداقل دو رمپ هستند. این رمپ‌ها و فضای دسترسی اطرافشان، مقدار زیادی از سطح کف را اشغال کرده، به خصوص در مراکز داده‌ی پرظرفیت که به دلیل ارتفاع بیشتر کف کاذب، به رمپ طولانی‌تری نیز نیاز است.

حداکثر شیب معمول در این سطوح شیبدار، 1:12 بوده که بدان معناست که در کف کاذب با ارتفاع 1m، به رمپی به طول 12m نیاز خواهد بود. با در نظر گرفتن عرض و دسترسی کافی، سطح اشغال کلی چنین رمپی به حدود 15m2 می‌رسد که به معنی 30m2 برای دو رمپ مرکز داده خواهد بود. در مرکز داده‌ای کم ظرفیت، چنین سطحی ممکن است چندان قابل توجه نباشد، اما در یک مرکز داده‌ی پرظرفیت واقع در ساختمانی تجاری، این سطح اشغال به معنای هزینه‌ای چشمگیر یا اتلاف فضای بیش از 10 رک فاوا می‌باشد.

ارتفاع سرگیر

در بعضی مکان‌های در نظر گرفته شده برای مراکز داده، در اثر اجرای کف کاذب، ارتفاع سرگیر فضا تا حد غیر قابل قبولی کاهش می‌یابد. در نتیجه، گزینه‌های محدود تری در انتخاب موقعیت مکان مرکز داده وجود داشته یا هزینه‌ها افزایش می‌یابد. به عنوان مثال در ژاپن، گاهی باید کف طبقه‌ی بالایی ساختمان را حذف کرده تا با ایجاد فضایی دو طبقه، ارتفاع سقف کافی در مرکز داده با کف کاذب فراهم شود.

انشعاب های برق

با اجرای کابل‌کشی زیر کف کاذب، ممکن است رعایت قوانینی در زمینه‌ی حفاظت در برابر حریق، ضرورت داشته باشد.تحت بعضی از قوانین ساخت و ساز، کف کاذب نوعی “پلنوم هوا” محسوب می شود. به دلیل حرکت و توزیع هوا در پلنوم، در قوانین حفاظت در برابر حریق، احتمال بروز آتش‌سوزی به عنوان ریسکی متفاوت و مشخص، در نظر گرفته می‌شود. در نتیجه، کابل‌های تعبیه شده در زیر کف، اغلب باید در لوله‌هایی ضدحریق از جنس فلز یا پلیمر‌هایی ضد حریق، محفوظ نگه داشته شوند که انشعاب برق نامیده می شوند. نصب این انشعاب ها، به هزینه و پیچیدگی قابل ملاحظه‌ای منجر شده و همچنین، مشکل جدی دیگر زمانی رخ می‌دهد که باید در حین عملکرد مرکز داده‌، این انشعاب ها نصب شده را تغییر داد. مطابق قوانین منطقه‌ای، این شرایط متغیر خواهد بود.

امنیت

بعضی از تجهیزات در کف کاذب قرار داده شده و از دید پنهان می‌ماند.  در مورد مراکز داده‌ی با قسمت‌های پارتیشن‌بندی شده، مانند تاسیسات هم مکان، کف کاذب می‌تواند راه احتمالی برای ورود و دسترسی به این قسمت‌های بسته بوده، به خصوص زمانی که ارتفاع کف کاذب، فضای کافی مناسبی زیر کف فراهم کرده باشد. در بعضی فضاهای تاسیسات هم مکان، که از کف کاذب استفاده نشده باشد،از این موضوع به عنوان مزیتی در حذف کف کاذب یاد می‌شود.

توزیع برق

در مراکز داده‌ی مدرن، تعداد شاخه مدارها در هر فوت مربع بسیار بیشتر از زمان توسعه‌ی طراحی کف کاذب است. در دوران mainframeها، یک شاخه‌ مدار hardwired با جریان بالا، می‌تواند برق یک رک را با سطح اشغال 6 تایل‌ یا 2.2m2 تامین کند. اما امروزه، همین سطح فضا می‌تواند دو رک را در خود جای داده، که هر یک، به 12kW با ولتاژ 120V در دو ورودی A و B و جمعا 12 شاخه مدار نیاز دارد. همان طور که در شکل 2 نشان داده شده، با این افزایش چشمگیر در شاخه مدارها، ظرفیت لوله برق می‌تواند مانعی جدی در برابر جریان هوای زیر کف کاذب ایجاد کند. چنین ظرفیتی نیازمند ارتفاع 1.2m در کف کاذب بوده تا از جریان هوای کافی اطمینان حاصل شود.

شکل 2: مثالی از مسدود شدن جریان هوای زیر کف کاذب توسط کابل‌ها
شکل 2: مثالی از مسدود شدن جریان هوای زیر کف کاذب توسط کابل‌ها

با افزایش ارتفاع کف کاذب جهت امین فضای کافی برای کابل‌ها، انسجام سازه‌ای در معرض خطر قرار گرفته و ترکیبی از مشکلات هزینه‌ای، بار کف و لرزه‌ای پدید می‌آورد. در زمان بکارگیری کف کاذب برای توزیع هوا در مرکز داده‌ای پرظرفیت، کابل‌های توزیع برق باید زیر سقف اجرا شده تا از ریسک‌های جریان هوا اجتناب شود.

نظافت

نظافت فضای زیر کف کاذب کاری ساده نیست. معمولا گرد و خاک، سنگریزه و مواد مختلف دیگری در این فضا جمع شده و به دلیل دشواری و از آن جا که دشواری و ریسک‌های ناخواسته‌ی مرتبط با نظافت این قسمت مانعی جدی محسوب شده، این آلودگی ها اغلب در همان فضا رها می‌شوند. جابجایی و برداشتن یک تایل می‌تواند به تغییرات قابل توجهی در جریان هوای زیر کف منجر شده و چنین تغییری، سنگریزه یا حتی اشیایی دیگر را به حرکت درآورده که ممکن است وارد تجهیزات شده یا به چشم کارکنان آسیب زند. در نتیجه، با تصمیم بر استفاده از مرکز داده‌ای با کف کاذب، باید در قالب قرارداد خدمات حرفه‌ای نظافت، تمهیدات لازم برای نگهداری و نظافت این فضا در نظر گرفته شود.

معمولا در حین جابجایی، کابل‌ها زیر کف کاذب رها می‌شوند. کابل‌های بلااستفاده اغلب برداشته نمی‌شوند چرا که ممکن است به دیگر کابل‌ها آسیب برسد. با گذشت زمان، حجم قابل توجهی از کابل‌های بلااستفاده زیر کف جمع شده که جریان هوا را مسدود می‌سازند. برخی سازندگان همچون IBM، خدماتی را برای کمک به مشتریان ارائه می‌دهند تا بتوانند کابل‌های زیر کف را شناسایی و خارج کنند.

ایمنی

یک تایل جابجا شده و باز مانده، ریسکی شدید و غیرمنتظره برای اپراتورها و بازدیدکنندگان داخل مرکز داده، ایجاد می‌کند. در مراکز داده با کف کاذبی به ارتفاع 1.2m یا بیشتر، خطر مرگ ناشی از سقوط به داخل حفره‌ی باز مانده از تایل، شدیدا افزایش می‌یابد. افراد مشغول به کار در فضای دارای کف کاذب، باید برای علامت‌گذاری نواحی عملیات به درستی آموزش دیده باشند و تمامی موارد احتیاطی معمول برای پیشگیری از حودث، را در نظر گیرند.

هزینه

کف کاذب هزینه‌ی گزافی به دنبال دارد. هزینه‌ی معمول آن شامل مهندسی، هزینه‌ی مصالح، ساخت، نصب و بازرسی بوده که تقریبا معادل 215$ در هر متر مربع می‌باشد. این هزینه‌ی 215$ در هر متر مربع شامل هزینه‌های اضافی مرتبط با کابل‌کشی برق و شبکه نمی‌شود. همچنین هزینه‌های شبیه‌سازی، طراحی سازه، مقاوم‌سازی یا تغییرات دیوارهای مرکز داده به منظور مقاوم‌سازی در برابر زلزله، نیز در این هزینه لحاظ نشده است. این موارد می‌تواند تا حد چشمگیری بر هزینه افزوده که البته تنها در صورت لزوم، در نظر گرفته می‌شوند.

دلایل طراحی با کف کاذب

اگرچه بنا به دلایل گفته شده، در بیشتر اجراها، از کف کاذب صرف نظر می‌شود، اما بسیاری از مراکز داده همچنان با تکیه بر کف کاذب، طراحی می‌شوند. در مصاحبه با کاربران کف کاذب توسط شرکت Schneider Electric، دلایل زیر به عنوان دلیل انتخاب این سیستم بیان شده‌اند:

شکل ظاهری

کف کاذب به نوعی نماد مرکز داده‌ای با پایداری و دسترسی بالا به شمار می‌رود. برای بسیاری از شرکت‌ها، ارائه‌ و نمایش مرکز داده، قسمت مهمی از نمایش دادن تاسیسات شرکت برای مشتریان کلیدی محسوب می‌شود. وقتی از کف کاذب برای کابل‌کشی زیر کف استفاده شود، مرکز داده تصویر ظاهری مرتب‌تر و تمیزتری خواهد داشت. کف کاذب معمولا رنگ سفیدتری از کف سازه داشته و در نتیجه فضای مرکز داده روشن‌تر و پرنورتر به نظر می‌رسد.

مراکز داده ی فاقد کف کاذب ممکن است در ذهن بعضی از مشتریان نیمه تمام یا ناقص یا با کیفیت ضعیف‌تر، نمود یابد. گاهی از کف کاذب برای ارتقای تصویر مرکز داده استفاده شده حتی اگر نقشی در سرمایش ایفا نکند. در بعضی موارد، کف کاذب اجرا شده برای اهدافی چون سرمایش یا کابل‌کشی به کار نرفته، و در واقع، به غیر از ایجاد ظاهری مطلوب مانند چسباندن تایل ها بر کف سازه، کارکرد دیگری ندارد. این مشکلات مربوط به شکل ظاهری، موانعی جدی در حذف استفاده از این سیستم ایجاد کرده که البته با افزایش استفاده از طراحی‌های کف سازه در مراکز داده، به مرور در حال تغییر و بهبود است.

سابقه

در مجموع تجربیات پیشین بسیار بیشتری در زمینه‌ی طراحی توزیع هوای کف کاذب وجود داشته و در نتیجه، طراحان در پیش‌بینی عملکرد سیستم، با اطمینان بیشتری عمل می‌کنند. برخی از طراحان مراکز داده همواره از کف کاذب در طراحی‌های خود استفاده کرده‌اند و در نتیجه، به راحتی نمی‌توانند طرحی متفاوت و جدید ارائه‌ دهند. بسیاری از خبرگان مرکز داده نیز تنها تجربه‌ی مدیریت مرکز داده با کف کاذب را در سابقه‌ی کاری خود دارند و در کار با این طراحی‌های جدید به مشکل بر می‌خورند. روش‌های سرمایش در مرکز داده‌ای با کف سازه، به خوبی توسط تمام اپراتورها درک نشده[6] و باور اشتباهی وجود داشته مبنی بر این که کف سازه، تنها در مراکز داده‌ی عظیم و اتاق‌های سرور کوچک مناسب است.

مکانی برای لوله‌های آب

امروزه مراکز داده ی بیشتری از کولرهای سیکل بسته همچون دستگاه‌های تهویه مطبوع ردیفی یا RDHx استفاده می‌کنند. در معدودی از موارد تجهیزات WC-ITE استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها نیازمند لوله‌کشی توزیع آب در مرکز داده هستند. در حالی که می‌توان آب را از طریق فضای زیر کف یا زیر سقف توزیع کرد، اما برخی کاربران فضای زیر کف را ترجیح می‌دهند زیرا فضای مرکز داده خلوت‌تر و مرتب‌تر به نظر رسیده و از مشکلات ناشی از نشت یا میعان آب در بالای سقف نیز جلوگیری می‌کند.

از چنین سیستم کف کاذبی نمی‌توان برای توزیع هوا نیز استفاده کرد و ارتفاع آن باید تنها برای جای دادن لوله‌های آب، کافی باشد. در نتیجه، ارتفاع کف کمتر از 0.5M بوده و طراحی ساده‌تر و هزینه‌ی کمتری در بر خواهد داشت. در شکل 3، مثالی از این کاربرد آورده شده است. با وجودی که در این کاربرد، از کف برای توزیع هوا استفاده نشده، اما روش بسیار مناسبی محسوب می‌شود.

شکل 3: کف کاذب که برای لوله‌کشی آب به کولرهای ردیفی در مصارفی پرظرفیت استفاده شده و سیستم توزیع هوا را در بر نمی‌گیرد. برای تامین هوای مورد نیاز، ارتفاع کف کاذب باید بسیار بیشتر باشد.
شکل 3: کف کاذب که برای لوله‌کشی آب به کولرهای ردیفی در مصارفی پرظرفیت استفاده شده و سیستم توزیع هوا را در بر نمی‌گیرد. برای تامین هوای مورد نیاز، ارتفاع کف کاذب باید بسیار بیشتر باشد.

معماری سرمایش

انعطاف‌پذیری معماری‌های سرمایش کف کاذب، برای طراحان و اپراتورهای مرکز داده ارزش بالایی دارد. کف کاذب فرصتی برای اپراتورها فراهم آورده تا بدون نیاز به پیمانکاران متخصص، تایل‌های تهویه‌ی هوا را جابجا کرده و به دمای مطلوب دست یابند. در سیستمی که از کانال‌ها یا لوله‌های آب در زیر سقف استفاده می‌کند، چنین تغییرات موقتی دشوارتر است. برخی اپراتورها معتقدند بدون کف کاذب، بعضی از قابلیت‌های مدیریت نقاط پرحرارت یا کنترل سرمایش از دست می‌رود.

طراحی بدون کف کاذب

تنها با ارائه‌ی گزینه‌ای اجرایی و در دسترس، می‌توان هزینه و مشکلات مرتبط با کف کاذب را برطرف کرد. خوشبختانه، امروزه تجربیات قابل توجهی در طراحی مراکز داده با کف سازه، حاصل شده است. مشکلات کلیدی در نحوه‌ی کابل‌کشی و سرمایش چنین مرکز داده‌ای، در ادامه بررسی شده است:

کابل‌کشی در فضای کف سازه

در قسمت قبلی، دلایل برتری روش کابل‌کشی زیر سقف در تمامی مراکز داده(حتی آن هایی که برای سرمایش از کف کاذب استفاده می‌کنند)، توضیح داده شد.کابل‌های شبکه در کانال های زیر سقف قرار گرفته و کابل‌های برق نیز یا در همین فضا تعبیه شده، یا از طریق باسبارها توزیع می‌شوند. در نتیجه، الزامات کابل‌کشی در هر دو سیستم کف کاذب و کف سازه، مشابه است. اگرچه، در فضای دارای کف سازه، معمولا از سقف کاذب به عنوان کانال هوای برگشتی استفاده شده(که در ادامه توضیح داده می‌شود)، در نتیجه فضای لازم برای سینی‌های کابل، باید بالای رک‌های فاوا و زیر سقف کاذب، فراهم شود.

سرمایش در فضای دارای کف سازه

در عملکرد ایده‌آل کف کاذب، هوای خنک در نزدیکی ورودی تجهیزات فاوا توزیع می‌شود. در روش جایگزین آن، باید کارکردی یکسان یا بهتر ارائه شده تا از تامین هوای خنک کافی برای تجهیزات و دور شدن هوای گرم تهویه شده از تجهیزات کناری، اطمینان حاصل شود. چهار روش اصلی در دستیابی به چنین کارکردی در فضای دارای کف سازه وجود دارد:

  • سیستم RDHx – در این روش، هر یک از رک‌ها دارای کویل‌های اختصاصی خنک کننده است. دمای هوای خروجی از هر رک، توسط این کویل تعدیل شده و در نتیجه، هوای تهویه شده که به فضای اتاق وارد می‌شود، نیز خنک خواهد بود. در این روش، هوای خنک رفت در تمامی تجهیزات فاوا بدون نیاز به دستگاه‌های CRAC یا سیستم‌های توزیع هوا، تامین می‌شود. از طرف دیگر، کمترین سرمایش مکمل مورد نیاز خواهد بود. این روش می‌تواند بسیار هزینه‌بر بوده و اصولا وقتی ناحیه‌ای پرظرفیت در مرکز داده وجود داشته باشد(متوسط توان 20Kw یا بیشتر در یک ناحیه)، به کار می‌رود. از این روش می‌توان در کف سازه نیز استفاده کرد هرچند که عمدتا، وقتی استفاده شده که کف کاذب به دلیل ارتفاع محدود یا موانع زیر کف، از تامین جریان هوای کافی ناتوان است. این روش، غیرمتداول‌ترین روش در سرمایش فضای دارای کف سازه به شمار می‌رود.
  • سرمایش ردیفی با راهروی گرم بسته در این روش، گروهی از رک‌ها در یک POD پیکربندی شده و کولرهای ردیفی نیز در این PODها قرار می‌گیرد.راهروی گرم در POD محصور شده تا هوای تهویه شده در آن جریان یابد و مستقیما به کولرهای ردیفی فرستاده می‌شود. کولرها هوای خنک را به فضای اتاق‌ها فرستاده تا تمام تجهیزات فاوا هوای ورودی خنک کافی دریافت کنند. این روش، در مراکز داده ی کوچک تا متوسطدر ساختمان‌های تجاری، بسیار موثر است. در شکل 4، مثالی از نحوه‌ی اجرای لوله‌کشی آب تا کولرهای ردیفی در فضای دارای کف سازه، نشان داده شده است. همچنین در فضاهای کف کاذب دارای تجهیزات پرظرفیت با ظرفیت سرمایش ناکافی نیز، بسیار کاربرد دارد.
  • کانال بازگشت هوا در سقف کاذب به CRAC توسط تایل‌های تهویه‌ی سقفی – این سیستم را می‌توان به مشابه  کف کاذب تصور کرد که بر سقف وصل شده است. به جای استفاده از تایل‌های تهویه در کف برای هوای رفت به ورودی‌های مصارف فاوا، در این سیستم از تایل‌های تهویه‌ی سقفی در مسیر هوای تهویه شده از تجهیزات، استفاده می‌شود. به جای  تامین هوای رفت از دستگاه‌های CRAC به کف کاذب از طریق کانال‌ها، هوای برگشتی از دستگاه‌های CRAC در کانال‌های داخل سقف کاذب جریان دارد. این سیستم عملکردی مشابه کف کاذب نشان داده، اما با این تفاوت که رمپ و دیگر معایب کف کاذب را نداشته و هزینه‌ی کمتری دارد. اگرچه، جریان هوا کاملا محصور نبوده و در نتیجه، این روش نیز بسیار از ناکارآمدی‌های کف کاذب را به دنبال خواهد داشت.
  • راهروی گرم بسته با کانال هوای برگشت به دستگاه سرمایش مرکزی در این سیستم، هوای گرم تهویه‌شده از مصارف فاوا، محصور شده و از طریق پلنومی سقفی به دستگاه مرکزی سرمایش بازگردانده می‌شود. با محصور کردن هوای تهویه شده و جداسازی کامل آن از ورودی هوای فاوا، دمای هوای برگشتی افزایش یافته، که به افزایش در بهره‌وری و ظرفیت دستگاه سرمایش منجر می‌شود. این دستگاه ممکن است دستگاه سنتی CRAC باشد اما می‌تواند از سیستم ‌های بهینه‌ساز پربازده هوای تازه‌ی مستقیم و غیرمستقیم نیز استفاده کند. در حین استفاده از سیستم بهینه‌ساز، این روش بیشترین بهره‌وری انرژی در سرمایش را داشته که دلیل اصلی کاربرد آن در عظیم ترین مراکز داده است. اگرچه، از این روش در تاسیسات هم مکانی و مراکز داده‌ی تجاری با ابعاد مختلف نیز کاربرد دارد.
شکل 4: تامین آب از زیر سقف به کولرهای ردیفی در فضای کف سازه (نما از بالای رک‌ها گرفته شده و لوله‌های سیاه رنگ عمودی همان لوله‌های آب هستند.)
شکل 4: تامین آب از زیر سقف به کولرهای ردیفی در فضای کف سازه (نما از بالای رک‌ها گرفته شده و لوله‌های سیاه رنگ عمودی همان لوله‌های آب هستند.)

فشار حاصل از تلاش در جهت رفع مشکلات در ظرفیت بالا، بهره‌وری بالا و قابلیت پیش‌بینی به پیدایش تکنولوژی‌های جدید در تهویه مطبوع مبتنی بر روش‌های ردیفی و رک بسته، منجر شده که در این قسمت توضیح داده شد. این سیستم‌های جدید تهویه مطبوع، ارتباطی قوی با مصارف فاوا داشته و داخل رک‌ها ادغام و یکپارچه شده یا گاهی ممکن است، در زیر سقف قرار گیرند. از آنجا که این سیستم‌ها قادرند هر سه مزیت ظرفیت بالا، بهره‌وری بالا و قابلیت پیش‌بینی را به طور همزمان تامین کنند، کاربردشان نیز در حال افزایش است. یکی از مزایای مهم این تکنولوژی‌های جدید سرمایش، عدم نیاز به کف کاذب است. اطلاعات بیشتر در این زمینه در گزارش ” معماری های سرمایش: سالنی، ردیفی، دالانی و رک بسته در مراکز داده”[7] ارائه شده است.

سیستم هوا بسته در کف کاذب در مقابل کف سازه

مراکز داده با ظرفیت و بهره‌وری بالا بر جداسازی چشمه‌های گرم و سرد هوا متکی بوده تا ظرفیت سرمایش و بهره‌وری را به حداکثر رسانده و در عین حال، نقاط پرحرارت را کاهش دهند. این جداسازی به شکل‌های مختلفی اجرا شده اما در PODهای فاوا، معمولا تحت عنوان راهروی گرم یا سرد بسته مطرح می‌شوند. در فضای کف کاذب، موثرترین روش در جداسازی چشمه‌های هوا اجرای راهروی سرد بسته بوده در حالی که در فضای دارای کف سازه، راهروی گرم بسته روش موثرتری است. با وجودی که هر دو روش فوق در جداسازی جریان هوا موثر بوده، اما در راهروی گرم بسته، کارکنان و تجهیزات جانبی در راهروی سرد قرار گرفته ولی در راهروی سرد بسته، کارکنان و تجهیزات به روش مناسبی در راهروی گرم قرار می‌گیرند.

در عمل، سیستم‌های راهروی سرد بسته باید در دمای پایین‌تری عمل کرده تا فضایی قابل تحمل برای کارکنان فراهم شود. با افزایش دمای کارکرد، راهروی گرم بسته بهره‌وری و ظرفیت بالاتری در همان دستگاه سرمایش فراهم می‌کند. به همین دلیل در بیشتر مراکز داده‌ی عظیم و کارآمد از راهروی گرم بسته و به تبع آن نیز از کف سازه استفاده می‌شود. برای بحثی جامع از راهروی سرد و گرم بسته، به گزارش ” تاثیر راهروی گرم بسته و راهروی سرد بسته بر دما و بهره‌وری مرکز داده”[8] مراجعه شود.

انتخاب میان کف کاذب و کف سازه در مراکز مختلف

مشکلات و گزینه‌های مطرح شده در هر نوع مرکز داده‌ای صحت دارد. هرچند، مشخص است که در بعضی مراکز داده کف سازه و در بعضی دیگر، کف کاذب، به وضوح انتخاب مناسب‌‌تر و منطقی‌تری است.

شرایط مناسب برای کف کاذب

منطقی‌ترین دلیل استفاده از کف‌های کاذب شامل زمانی است که سیستم سرمایش نیازمند تامین آب سرد در فضای فاوا باشد. همان طور که پیشتر مطرح شد، چنین سیستم‌هایی شامل سرمایش ردیفی، RDHx یا سیستم‌هایی است که دستگاه‌های CRAC در آنها، در مرکز فضا (و نه در پیرامون اتاق) قرار داده می‌شوند. در چنین مواردی کف کاذب دیگر نقش برقراری جریان هوا را بر عهده نداشته و به ارتفاع چندان بلندی نیاز ندارد که در نتیجه، هزینه‌ی آن کاهش و ایمنی ارتقا می‌یابد.

کاربرد دوم کف کاذب در مراکز داده‌ی کم‌ظرفیتی است که تعیین مکان دستگاه‌های فاوا، پیش از زمان نصب، دشوار یا غیرممکن است. فضاهای هم مکان محصور، مثال بسیار خوبی از این کاربرد است. در این حالت کف کاذبی به ارتفاع 1m یا قدری کمتر، می‌تواند از ظرفیت متوسطی تا حد 5kW در رک پشتیبانی کرده، و حتی با وجود بعضی موانع مانند کابل‌های زیر کف نیز، به عملکرد خود ادامه دهد(ظرفیت متوسط در فضاهای هم‌مکان واقعی، معمولا در حدود 3-4kW در رک می‌باشد.).

شرایط مناسب برای کف سازه

مراکز داده‌ی کوچک یا اتاق‌های سرور با کمتر از 50 رک، گزینه‌های بسیار مناسبی برای کف سازه به شمار می‌روند. در این موارد، رمپ مورد نیاز در طراحی کف کاذب، سطح قابل توجهی از فضای IT(که فضای اصلی محسوب می‌شود) را اشغال می‌کند.  تکنولوژی‌های جدید بسیاری در سرمایش اتاق‌های کوچک در دسترس قرار گرفته که به کف کاذب نیاز ندارند. روش‌های پرکاربردی همچون سرمایش ردیفی با لوله‌کشی زیر سقف یا سیستم‌های گازی(DX)، نمونه‌هایی از این تکنولوژی‌ها محسوب می‌شوند.

در مراکز داده عظیم یا مراکز داده‌ با معماری استاندارد مانند سیستم‌های رایانش ابری، کف کاذب طراحی مناسب‌تری است. این تاسیسات با ظرفیت بسیار بالایی عمل کرده و معمولا از سیستم های بهینه‌ساز با هوای تازه‌ی مستقیم یا غیرمستقیم، استفاده می‌کنند که در نتیجه، اجرای استراتژی راهروی گرم بسته نیز گزینه‌ی مناسب‌تری محسوب می‌شود. در این موارد، طراحی‌های کف سازه هزینه‌ی کمتر و بهره‌وری انرژی بالاتری دارد. در فضاهایی که ارتفاع سرگیر در آن‌ها کمتر است (همچون ساختمان‌های تجاری در اروپا و آسیا)، ممکن است اجرای کف کاذب با ارتفاع کافی برای پشتیبانی ظرفیت برق مورد نیاز، دشوار باشد در نتیجه کف سازه گزینه‌ی منطقی‌تری است.

بازسازی مراکز داده دارای کف کاذب

یکی از مشکلات رایج زمانی بروز می‌کند که مرکز داده‌‌ای دارای کف کاذب، با نصب سیستم‌های فاوایی مواجه شده که با توان مصرفی بالاتر از توانی که کف کاذب برای پشتیبانی آن طراحی شده، کار می‌کنند. مرکز داده با نقاط پرحرارت مواجه شده که برطرف کردن آن می‌تواند سخت باشد. حتی نصب دستگاه‌های اضافه‌ی CRAH جهت افزایش فشار هوا در پلنوم زیر کف نیز ممکن است پاسخگوی این مشکل نباشد. چنین مراکز داده‌ای معمولا بهره‌وری انرژی پایینی دارند زیرا دستگاه‌های تهویه مطبوع در شرایط بهینه‌ی خود عمل نمی‌کنند. در این فضاها، ارتفاع کف کاذب اغلب در حدود 0.5m یا کمتر بوده و در برگیرنده‌ی موانع بسیاری در مسیر جریان هوای زیر کف هستند.

در عین حال که راه‌کار احتمالی برای رفع این مشکل، برداشتن کف کاذب به نظر می‌رسد، اما اگر حفظ عملکرد مرکز داده در حین بازسازی ضروری باشد، اجرای چنین راه‌کاری عملا غیر ممکن است. در چنین شرایطی، با استفاده از سرمایش ردیفی در تکمیل سیستم کف کاذب یا ارتقای راهروی سرد بسته، بازسازی اساسی امکان‌پذیر خواهد بود. برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد اجرای تجهیزات پرظرفیت فاوا در طراحی کف کاذب موجود کم‌ظرفیت، به گزارش‌ها ” اجرای منطقه رک‌های پرظرفیت در مراکز داده کم ظرفیت”[9] و ” اجرای سیستم هوای گرم و سرد بسته در مراکز داده‌ی موجود”[10] مراجعه شود.

نتیجه‌گیری

امروزه بسیاری از دلایل توسعه و گسترش استفاده از سیستم‌های کف کاذب، دیگر وجود ندارند. بدون دلایل منطقی در استفاده از این سیستم و همچنین، هزینه‌ها و محدودیت‌های ناشی از آن در سرمایش بهینه‌ی مراکز داده‌ی پرظرفیت، موجب شده تا بسیاری از مراکز داده‌ی جدید از طراحی‌های کف سازه به جای آن استفاده کنند. طراحی‌های کف سازه معمولا در تمامی انواع مراکز داده اجرا شده، و در اتاق‌های سرور و مراکز داده‌ی عظیم نیز طراحی متداولی محسوب می‌شود. تجربه ثابت کرده اپراتورهای مرکز داده، پس از کار در فضای دارای کف سازه، دیگر تمایلی به بکارگیری کف کاذب ندارند.

با این وجود، هنوز بعضی مواقع مراکز داده از کف کاذب استفاده می‌کنند که دلیلش تجربه‌ی بیشتر در اجرای این طراحی، روش‌های سنتی لوله‌کشی و کابل‌کشی زیر کف و درک عمومی افراد از این سیستم است.

مراکز داده‌ای که در در حال حاضر از کف کاذب استفاده می‌کنند، معمولا در تامین هوای کافی برای مصارف جدید پرظرفیت فاوا با مشکل روبرو هستند چرا که موانع ناشی از کابل‌کشی و ارتفاع ناکافی کف، به عدم بهره‌وری انرژی و بروز نقاط پرحرارت منجر می‌شود. در عین حال که در این شرایط، جابجایی کابل‌کشی به زیر سقف می‌تواند وضعیت را بهبود بخشد، می توان با استفاده از راه‌کارهای سرمایشی همچون سرمایش ردیفی، راهروی گرم بسته و راهروی سرد بسته در منطقه‌های پرظرفیت، نیاز به جریان هوای زیر کف را کاهش داده و در نهایت، بر طول عمر مفید مرکز داده افزود.

 

[1] – اثر ونتوری اثر کاهش فشار در سیال است زمانی که سیال از قسمت تنگ لوله عبور می‌کند.

[2] – White Paper 121, Airflow Uniformity Through Perforated Tiles in a Raised Floor Data Center

[3] – White Paper 159, How Overhead Cabling Saves Energy in Data Centers

[4] – 99.999%

[5] – می‌توان به جای آن، از بالابرهای مکانیکی استفاده کرد که فضای کمتری اشغال کرده اما هزینه‌ی بیشتری دارد.

[6] – مراکز داده دارای کف کاذب به راحتی قابل درک است چرا که هوای سرد به طریقی واضح در نزدیکی ورودی سرور تامین می‌شود. مراکز داده‌ی دارای کف سازه، تقریبا همواره بر اساس محصور کردن هوای گرم تهویه شده و دفع گرما به منظور خنک کردن هوای محیط، عمل می کنند. در نتیجه معمولا منبع قابل تشخیصی از هوای خنک در اطراف مصارف فاوا مشاهده نمی‌شود. با وجودی که این روش کف سازه در واقعیت موثرتر است، اما تشخیص کارکرد آن دشوارتر است.

[7] – White Paper 130, Choosing Between Room, Row, and Rack-based Cooling for Data Centers

[8] – White Paper 135, Impact of Hot and Cold Aisle Containment on Data Center Temperature and Efficiency

[9] – White Paper 134, Deploying High Density Pods in a Low Density Data Center

[10] – White Paper 153, Implementing Hot and Cold Air Containment in Existing Data Centers

درج دیدگاه

برای درج دیدگاه کلیک کنید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سوال امنیتی *